Вестник Орловского государственного аграрного университета, 2008, №4 (13) август
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Сельское хозяйство
Издательство:
Орловский государственный аграрный университет
Год издания: 2008
Кол-во страниц: 40
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Вестник
№4(13)
ОрелГАу
август
2008
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»
Главный редактор
Н.В. Парахин Содержание номера
Редакционная коллегия: А.В. Амелин (зам. гл. редактора) Б.Л. Белкин
А. А. Блажнов
В.С. Буяров
А.И. Воропаев
Г. А. Гетьман
Т.И. Гуляева
А.Г. Гурин
Т.В. Гущина
М.Г. Дегтярев
В.И. Зотиков
О.А. Иващук
А.И. Ковешников
В.В. Коломейченко
А.С. Козлов
Ю.А. Кузнецов
В.Т. Лобков
Н.Н. Лысенко
Р.Н. Ляшук А.В. Мамаев В.Н. Масалов А.А. Павленко Н.Е. Павловская Н.И. Прока Л.П. Степанова В.Н. Хромов
Ю.А. Бобкова (ответств. секретарь)
Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Телефон: (4862)454037
Факс:(4862)454064
E-mail: nich1@orelsau.ru
Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.
Редактор Н.Л.Ермакова Технический редактор А.И. Мосина
Сдано в набор 11.07.2008
Подписано в печать 29.07.2008 Формат 84x108/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 5,0 усл. печ. л. Тираж 300 экз.
Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19.
Лицензия ЛР№021325 от 23.02.1999г
Журнал «Вестник ОрелГАУ» включен в перечень изданий ВАК, в которых рекомендуется публиковать материалы кандидатских диссертаций
РАСТЕНИЕВОДСТВО
Парахин Н.В., Наумкина Т.С., Осин А.А., Осина В.С., Осин А.А. Роль биопрепаратов в повышении симбиоза и продуктивности фасоли............2
Внукова М.А., Титова Е.М. Энергетическая оценка технологий возделывания ячменя...................................................5
СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО
Амелин А.В., Вороничев Б.А., Стебакова Е.Н. Продуктивные возможности
растений кормовых бобов у разных по окультуренности сортообразцов........................................................8
Резвякова С.В. Зимостойкость сортов груши, производных P.ussuriensis.12
Князев С.Д., Николаев А.В. Морозостойкость современных сортов смородины чёрной....................................................14
ФИЗИОЛОГИЯ, БИОХИМИЯ И ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
Коломейченко В.В., Беденко В.П. Теория продукционного процесса растений и фитоценозов............................................17
Кирсанова Е.В., Мусалатова Н.Н., Цуканова З.Р., Борзенкова Г.А., Дарюга К.В.
Повышение урожайности зернобобовых культур за счет применения препарата Агростим Б..............................................22
Головина Е.В., Сулимов В.В., Павловская Н.Е., Семина Г.И. Влияние лариксина на продукционный процесс и качество семян сои...........24
Лысенко Н.Н., Ефимов А.А. Влияние фунгицидов на нецелевые объекты в агроценозе озимой пшеницы...............................26
ЭКОЛОГИЯ
Сергеев А. Л., Степанова Л. П., Степанова Е.И. Экологическая устойчивость серых лесных почв к факторам деградации ................30
Чапцева Н.Н. Сокращение сети грунтовых дорог - фактор увеличения урожайности естественных кормовых угодий.............................32
Макеева Т.Ф., Гудилина М.В. Роль сосковского цеолита в повышении агроэкологической эффективности органических и минеральных
удобрений на серых лесных почвах Орловской области...................36
© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2008
Растениеводство
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
УДК 635.652.2:631.524.84:631.847.21
РОЛЬ БИОПРЕПАРАТОВ В ПОВЫШЕНИИ СИМБИОЗА И ПРОДУКТИВНОСТИ ФАСОЛИ
Н.В. Парахин, академик РАСХН (ФГОУВПО Орел ГАУ) Т.С. Наумкина, д. с.-х. н. (ГНУВНИИЗБК)
А.А. Осин (ГНУ ВНИИЗБК)
В.С. Осина, к. с.-х. н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
А.А. Осин, к. с.-х. н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
Интенсификация сельскохозяйственного
производства, предусматривающая массированное применение удобрений и пестицидов, за последние полвека позволила увеличить прирост сельскохозяйственной продукции на 70-90%. Но повышение урожайности сопровождается значительными вложениями капитала и энергоресурсов [1].
В мировой практике наблюдается тенденция снижения доз применяемых минеральных удобрений, и возрастает роль их интегрированного использования (по экономическим и экологическим соображениям) с агротехническими приемами, направленными на поддержание естественного плодородия почв, мероприятиями по повышению биоразнообразия полезной почвенной микрофлоры. Без принятия срочных мер по сохранению и повышению плодородия почв оно уже в ближайшем будущем может быть необратимо утрачено на обширных земледельческих территориях. Наиболее эффективное и экологически безопасное применение минеральных удобрений возможно только при удовлетворении потребности растений в широком спектре других компонентов, обеспечивающих развитие растений без ущерба для плодородия почв. Одним из них является инокуляция ("заражение") комплексом полезных почвенных микроорганизмов [2, 3].
Бобово-ризобиальный и арбускулярный микоризный (AM) симбиозы являются системами огромного практического значения. Инокуляция бобовых культур клубеньковыми бактериями способствует повышению урожая за счет дополнительного фиксированного азота воздуха. Исследования Е.Н. Мишустина, В.К. Шильниковой (1973), Г.С. Посыпанова (1983, 1995), Н.В. Парахина, С.Н. Петровой (2006) показали, что при благоприятных условиях симбиоза зерновые бобовые культуры могут фиксировать до 200-300 кг/га азота воздуха [4, 5, 6, 7].
Микоризация бобовых растений способствует улучшению роста растений и фосфорного питания. Азотфиксирующий и AM симбиозы имеют экологическое значение, предохраняя почвы от истощения и поддерживая биологическое разнообразие растительных сообществ.
Имеются многочисленные структурные сходства, общие гены в системах, контролирующие эти типы симбиозов, которые указывают на общие механизмы взаимодействия между макро- и микросимбионтом. Это заставляет рассматривать генетическую систему бобовых растений, контролирующую их симбиотические свойства, как единую для развития 2
тройного симбиоза - бобовое растение + эндомикоризные грибы + клубеньковые бактерии [8, 9].
В природных экосистемах бобовые формируют ассоциации с грибами арбускулярной микоризы и ризобиями. Такие взаимодействия получили название тройного симбиоза. Исследованиями отечественных и зарубежных ученых, проведенных в полевых условиях, установлено положительное влияние двойной инокуляции на продуктивность бобовых растений.
Полевые исследования Н.М. Лабутовой и др. (2004), проведенные в институте масличных культур УААН (г. Запорожье), показали, что двойная инокуляция растений сои клубеньковыми бактериями и эндомикоризными грибами значительно повышала урожайность и содержание белка в семенах, чем их моноинокуляция каждым препаратом отдельно [10].
При инокуляции сои ризобиумом совместно с грибами АМ в опытах Y. Kawai и Y. Yamamoto (1986) установлено, что растения лучше поглощают P, Ca, Mg. Двойная инокуляция повышала количество клубеньков, их сухую массу, нитрогеназную активность [11].
Повышение продуктивности гороха посевного при совместной инокуляции препаратами клубеньковых бактерий и грибами АМ отмечено в работах Т.С. Наумкиной и др. (2003) и А.Ю. Борисова и др. (2004) [9, 12].
Несмотря на активные исследования, потенциал бобово-ризобиального и АМ симбиозов изучены недостаточно для применения в сельскохозяйственном производстве.
Целью нашей работы явилось изучить влияние и роль биопрепаратов ризоторфина и гломуса на формирование симбиотической системы, фотосинтетических показателей, уровень
симбиотической азотфиксации, урожайность и качество семян фасоли.
Методика
Исследования были проведены в ГНУ ВНИИЗБК в севообороте лаборатории генетики и микробиологии в 2004-2007 гг. Объектом исследований была фасоль (сорт Оран).
Почва опытных участков - темно-серая лесная; среднесуглинистая; с мощностью гумусового слоя 3035 см. Плотность пахотного слоя - 1,30-1,35 г/см3. Гигроскопическая влажность в пахотном слое - 7,5% от сухой массы почвы. Наименьшая влагоемкость -32,2-34,8%. Влажность устойчивого завядания - 9,7% от объема почвы. Содержание гумуса составило 4,45,5%; легкогидролизуемого азота по Кононовой -7,89,5 мг/100 г почвы; подвижного фосфора (Р2О5) по Кирсанову - 9,2-11,3 мг/100 г почвы; калия (К2О) по Масловой - 7,5-8,3 мг/100 г почвы; гидролитическая кислотность - 4,2-4,6 мг-экв.; сумма поглощенных оснований - 21,6-26,5 мг-экв./100 г почвы; степень насыщенности основаниями - 78-94%; рН солевой вытяжки - 5,6-6,3.
Для инокуляции растений использовали биопрепарат ризоторфин на основе клубеньковых бактерий Rhizobium Phaseoli (штамм 653а) и биопрепарат на основе эндомикоризного гриба Glomus intraradices (штамм 8), представляющий смесь
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
Растениеводство
субстрата с микоризированными корнями растения-хозяина (ВНИИСХМ). Ризоторфином обрабатывали семена перед посевом, эндомикоризный гриб в количестве 300 кг/га вносили в почву при посеве. Схема полевого опыта включала следующие варианты:
1. Контроль (без удобрений и без обработок Rhizobium и Glomus) - вариант абсолютного контроля необходим для выявления эффективности биопрепаратов;
2. Инокуляция Glomus;
3. Инокуляция Rhizobium.
4. Инокуляция Rhizobium + Glomus.
Второй - четвертые варианты необходимы для выявления эффективности моноинокуляции ризоторфином, микоризации гломусом и
эффективности тройного симбиоза (бобовое растение + ризобиум + гломус) без внесения удобрений на естественном плодородии почвы.
Общепринятая для условий зоны агротехника фасоли. Норма высева 0,6 млн. всхожих семян на 1 га. Учетная площадь делянки 15 м², повторность четырехкратная.
В ходе исследований изучали динамику формирования симбиотического аппарата фасоли, нитрогеназную активность клубеньков, активный симбиотический потенциал (АСП) [13], динамику формирования площади листьев, фотосинтетического потенциала (ФП), чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ), накопление абсолютного сухого вещества [14], содержание белка (Nx6,25) и урожайность семян фасоли.
Результаты исследований и их обсуждение
Наши исследования показали, что моноинокуляция гломусом повысила все показатели формирования симбиотического аппарата фасоли. Так, при внесении гломуса число клубеньков и их масса возросли соответственно в 1,5 и 1,9 раза по сравнению с абсолютным контролем, при этом нодуляция растений достигла 43,2% против 30,5%. Применение ризоторфина обеспечило дальнейшее повышение всех показателей симбиотической системы фасоли (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние биопрепаратов на развитие
симбиотической системы фасоли (в среднем за 2004-2007 гг.)
Показатели Варианты
1 2 3 4
Нодуляция 30,5 43,2 81,7 94,8
растений, %
Количество
клубеньков, 2,25±0,09 3,39±0,09 4,35±0,10 4,98±0,10
млн шт./га
Масса
клубеньков, 22,2±3,7 42,3±4,0 69,8±6,1 83,9±6,7
кг/га
АСП, кг 1658 3172 5228 6292
дней/га
Активность
нитрогеназы, 95,2 107,4 208,5 337,2
N2 мкг
/раст./час
Инокуляция растений азотфиксирующими и фосфатмобилизирующими микроорганизмами
одновременно оказалась более эффективной, чем каждым препаратом отдельно. В среднем за 4 года полевых опытов число клубеньков в этом варианте составило 4,98 млн. шт./га, что в 2,2 раза больше, чем на контроле без инокуляции, нодуляция растений достигла 94,8%, а активность нитрогеназы была максимальной - 337,2 N2 мкг /раст./час. АСП был на 1064 кг дней/га выше, чем в варианте с ризоторфином и в 3,8 раза больше, чем на абсолютном контроле.
Симбиотическая деятельность посевов фасоли оказала положительное влияние на формирование всех фотосинтетических показателей деятельности посевов фасоли (табл. 2).
Таблица 2 - Значение фотосинтетических показателей
деятельности посевов фасоли в зависимости от варианта опыта (в среднем за 2004-2007 гг.)
Показатели Варианты
1 2 3 4
Площадь листьев, 23,2± 24,8± 26,1± 28,4±
тыс. м2/га 1,11 1,20 1,15 1,22
ФП, млн. м2 дн./га 1,74± 1,81± 2,00± 2,06±
0,04 0,04 0,05 0,06
ЧПФ, г/м2 дн. 3,75± 3,93± 4,00± 4,17±
0,22 0,23 0,25 0,26
Накопление АСВ, 6,50± 7,12± 7,99± 8,54±
т/га 0,38 0,42 0,41 0,43
При формировании фотосинтетических показателей
прослеживается аналогичная закономерность. Моноинокуляция гломусом и ризоторфином обеспечивала увеличение площади листьев, фотосинтетического потенциала (ФП), чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ) и накопление абсолютно сухого вещества. Двойная инокуляция была также более эффективной. При совместном применении гломуса и ризоторфина была образована максимальная площадь листьев.
варианты
1. Контроль (без инокуляции);
2. Инокуляция Glomus;
3. Инокуляция Rhizobium.
4. Инокуляция Rhizobium + Glomus.
Рисунок - Влияние биопрепаратов на потребление общего и биологического азота растениями фасоли (в среднем за 2004-2007 гг.)
В среднем за 4 года она составила 28,4 тыс. м²/га, что на 5,2 тыс. м²/га больше, чем на абсолютном контроле. ФП возрос на 0,32 млн. м² дн./га, а ЧПФ - на
3
Растениеводство
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
0,42 г/м² дн. Накопление сухого вещества превысило контрольный вариант на 2,04 т/га.
Биопрепараты оказали положительное влияние на общее потребление азота и, особенно, на интенсивность симбиотической азотфиксации растениями фасоли (рис.).
Раздельное внесение биопрепаратов повысило как общее потребление, так и биологического азота фасолью. В варианте с ризоторфином общий вынос азота был на 53 кг/га, а симбиотического - на 42 кг/га больше, чем на абсолютном контроле. Доля биологического азота возросла с 42,1 до 56,1%.
Двойная инокуляция гломусом и ризоторфином увеличила общее потребление азота в 1,5 раза, а симбиотически фиксированного - в 2,1 раза. Доля биологического азота в его общем потреблении возросла до 60,6%.
Степень развития и активность фотосинтетического и симбиотического аппарата оказали существенное влияние на урожайность и качество семян фасоли. Наши исследования показали, что более высокий урожай семян был получен в варианте с одновременным применением гломуса и ризоторфина. В среднем за 4 года он составил 33,6 ц/га (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние биопрепаратов на урожайность и качество семян фасоли (в среднем за 2004-2007 гг.)
Показатели Варианты
1 2 3 4
Урожайность, ц/га 26,6± 28,9± 31,1± 33,6±
1,25 1,29 1,39 1,43
Содержание 24,3 24,8 25,4 25,9
белка, %
646± 717± 790± 870±
Сбор белка, кг/га 19 21 23 23
Раздельная обработка растений фасоли гломусом и ризоторфином увеличила урожайность фасоли на 2,34,5 ц/га соответственно, а содержание белка в семенах повысилось на 0,5-1,2%. Самый высокий выход белка с 1 га посева был в варианте двойной инокуляции - 870 кг/га, что на 224 кг/га больше, чем на абсолютном контроле и на 80-153 кг/га выше, чем в вариантах с обработкой растений ризоторфином и гломусом.
Заключение
Таким образом, исследования, проведенные в течение 4-х лет, показали, что тройная симбиотическая система, включающая в себя бобовую культуру (фасоль) - клубеньковые бактерии и грибы арбускулярной микоризы, наиболее эффективна.
В условиях Среднерусской лесостепи можно рекомендовать использование биопрепаратов на основе азотфиксирующих и фосфатмобилизирующих микроорганизмов. Это не требует высоких затрат, позволяет повысить продуктивность растений, что является актуальным в экологически ориентированном сельскохозяйственном производстве.
Литература
1. Gold M.V. Sustainable Agriculture: Definitions And Terms. 1999. Available At The USDA National Agriculture Library; http://www.nal.usda.gov /afsic/AFSIC pubs/srb 9902/htm.
2. Food, Agriculture, Convervation And Trade Act Of 1990 (FACTA)//Public Law. 1990. Govenment Printing Office. Washington, DC. P. 101-624.
3. Vance C.P. Symbiotic nitrogen fixation and phosphorus acquisition. Plant nutrition in a world of declining renewable resources // Plant Physiology, 2001, vol. 127.-P. 390-397
4. Мишустин, Е.Н. Клубеньковые бактерии и инокуляционный процесс / Е.Н. Мишустин, В.К. Шильникова.-М.: Наука, 1973.-288с.
5. Посыпанов, Г.С. Биологический азот -проблемы экологии и растительного белка / Г.С. Посыпанов.-М.: МСХА, 1993.-268с.
6. Посыпанов, Г.С. Энергетическая оценка технологии возделывания полевых культур / Г.С. Посыпанов, В.Е. Долгодворов.-М.: МСХА, 1995.-36с.
7. Парахин, Н.В. Сельскохозяйственные аспекты симбиотической азотфиксации / Н.В. Парахин, С.Н. Петрова.-М.: КолосС, 2006.-149с.
8. Тихонович, И.А. Создание высокоэффективных микрорастительных систем / И.А. Тихонович //С.-х. биология.-2000.-№1 .-С.28-33.
9. Наумкина, Т.С. Инокуляция гороха посевного грибами арбускулярной микоризы и клубеньковыми бактериями для повышения продуктивности растений / Т.С. Наумкина, А.Ю. Борисов, О.Ю. Штарк //Сб. науч.-практ. конференции "Пути повышения устойчивости сельскохозяйственного производства в современных условиях.-Орел: ОрелГ АУ, 2003 .-С .124-131.
10. Лабутова, Н.М. Влияние инокуляции растений клубеньковыми бактериями и эндомикоризным грибом на урожай различных сортов сои и содержание белка и масла в семенах / Н.М. Лабутова, А.И. Поляков, В.А. Лях, В.Л. Гордон //Доклады РАСХН.-№2.-2004.-С.10-12.
11. Kawai, Y., Yamamoto Y. Increase in the Formation and Nitrogen Fixation of Soybean Nodules by Vesicurar-Arbuscular Mycorhiza / Y. Kawai, Y. Yamamoto // Plant Cell Physiol., 1986, vol. 27(3).-P. 399-405.
12. Борисов, А.Ю. Эффективность использования совместной инокуляции гороха посевного грибами арбускулярной микоризы и клубеньковыми бактериями / А.Ю. Борисов, Т.С. Наумкина, О.Ю. Штарк и др. //Доклады РАСХН.-№2.-2004.-С.12-14.
13. Посыпанов, Г.С. Методы изучения
биологической фиксации азота воздуха / Г.С. Посыпанов. - М.: Агропромиздат, 1991.-300 с.
14. Ничипорович, А.А. Фотосинтетическая
деятельность растений в посевах / А.А. Ничипорович, Л.Е Строгонова, С.Н. Чмора, М.П. Власова. - М.: Агропромиздат, 1961.-180 с.
4
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
Растениеводство
УДК 633.16»321»:631.145.003.12 (470.319)
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ
МА. Внукова, к. с.-х. н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
Е.М. Титова, к. с.-х. н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
В последние годы в мировой практике наряду с традиционными методами оценки эффективности производства сельскохозяйственных продуктов посредством денежных и трудовых показателей все большее значение приобретает метод энергетической оценки, учитывающий как количество энергии, затраченной на производство сельскохозяйственной продукции, так и аккумулированной в ней. Применение этого метода дает возможность наиболее точно учесть и в сопоставимых энергетических эквивалентах выразить не только затраты энергии живого и овеществленного труда на технологические процессы и операции, но также энергию, воплощенную в полученной продукции [1,2].
Современное сельскохозяйственное производство является одним из основных потребителей энергии. На производство сельскохозяйственной продукции расходуется не только энергия солнечной радиации, потребляемая растениями в процессе фотосинтеза, но и энергия, используемая на производство и применение удобрений, пестицидов, а также энергии нефтепродуктов, используемая на обработку почвы, уход за посевами, уборку и подработку урожая.
Дальнейшая интенсификация сельскохозяйственного производства, рост урожайности культур, в том числе и ячменя, будут неизбежно сопровождаться увеличением затрат невозобновляемой энергии. Поэтому важно в перспективе разрабатывать ресурсо- и энергосберегающие технологии, при которых меньше затрачивается средств и энергии на производство продукции. Это положение подтверждается тем, что невысокое финансовое и материально-техническое обеспечение значительного количества хозяйств не позволяет товаропроизводителям обеспечить высокую культуру земледелия, выполнение отдельных
эффективных приемов возделывания культур.
К наиболее важным мероприятиям относится сбалансированное питание растений за счет минеральных и органических удобрений, применение ресурсосберегающих приемов обработки почвы, корректировка норм высева ячменя в конкретных условиях, внедрение новых сортов, интегрированная система защиты растений от сорняков, болезней и вредителей и своевременное и качественное выполнение всех технологических операций.
Материал и методика исследований
Исследования по оценке энергетической эффективности технологий возделывания ярового ячменя проводились в учхозе «Лавровский» на опытном поле Орловского государственного аграрного университета с 1989 по 2006 год. Было заложено три опыта.
Почва опытного участка серая лесная, гранулометрический состав - среднесуглинистый, содержание гумуса 4,21 - 4,48%, подвижного фосфора 14 - 16,5 мг /100 г почвы, обменного калия 14,7 - 16,0 мг /100 г почвы (по Кирсанову), рН почвенного раствора 5,9
- 6,5, сумма поглощённых оснований 16,2 - 17,6 мг-экв. на 100 г почвы, гидролитическая кислотность 2,22 - 2,25 мг-экв. на 100 г почвы.
Результаты и их обсуждение
Увеличение урожайности и улучшение качества продукции тесно связаны с проблемой повышения эффективности азотных удобрений.
Опыт по изучению влияния различных доз азотных удобрений на продуктивность ячменя включал 4 варианта: 1 - контроль, РбоК₁₂о (фон); 2 - N₃₂ + фон; 3 - N₆₄ + фон; 4 - N₈₀ + фон. Предшественник - вико-овсяная смесь на сено, сорт ячменя - Карина. Азотные удобрения вносились в фазу начала кущения. Исследования проводились на фоне комплексного применения средств защиты растений. Остальные приемы агротехники общепринятые для Орловской области.
В результате исследований установлено, что при внесении азотных удобрений урожайность ячменя повышалась с 32,0 ц/га на контроле до 56,3 ц/га на варианте с внесением N₈₀. Увеличение урожайности с 32,0 до 42,8 ц/га сопровождалось возрастанием затрат совокупной энергии на 18,5%, до 47,5 ц/га - еще на 16,5%. Получение 56,3 ц/га на варианте 4 увеличило энергозатраты на 7,0% по сравнению с третьим вариантом (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние удобрений на энергетическую эффективность возделывания ячменя
Затраче Получено Биоэнерге
Урожай- но энергии с тический
Варианты ность, энер- урожаем, коэффици
ц/га гии, ГДж/га ент
ГДж/га
1 .Контроль, 32,0 16,38 52,64 3,21
P60K120 (фон)
2. N32+ фон 42,8 19,41 70,41 3,62
3. N64+ фон 47,5 22,15 78,14 3,53
4. N80+ фон 56,3 23,70 92,61 3,91
НСР05 3,82
Повышение затрат совокупной энергии, затраченной на возделывание ячменя, происходило за счет затрат на удобрения, топливо, электроэнергию и технику.
Наибольшая доля энергозатрат приходится на удобрения. На контроле она составила 36 % , на варианте 2 - 44 %, на вариантах 3 и 4 - 50 и 52%. Увеличение дозы азота с 64 до 80 кг/га д.в. незначительно повышало энергозатраты на внесение удобрений, всего на 2,0%.
Повышение энергозатрат на технику, топливо и электроэнергию связано с уборкой и доработкой дополнительно полученного зерна.
Энергия, накопленная в зерне ячменя, превышала затраты энергии на возделывание этой культуры на всех вариантах опыта. Но наибольшее превышение отмечено на варианте 4, где доза азотного удобрения составляла 80 кг/га д.в. Биоэнергетический коэффициент равен 3,91, что на 10 % выше, чем на варианте с внесением N₆₄ и на 8 % -чем на варианте с дозой N₃₂.
Таким образом, наиболее эффективной является технология с применением минеральных удобрений в дозе N₈₀P₆₀K₁₂₀, которая обеспечивает высокий чистый энергетический доход и получение урожайности на уровне 56 ц/га.
Правильно определенные нормы и сроки их внесения позволяют управлять ростом и развитием растений для
5
Растениеводство
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
достижения максимальной продуктивности,
способствуют более полной реализации биологического потенциала культуры и улучшению качества зерна. Вопрос о нормах и сроках внесения азотных удобрений мало изучен и остается открытым. До сих пор не сформировалось единого мнения о влиянии норм и сроков внесения этих удобрений в различных условиях выращивания на продуктивность и качество зерна ячменя. Также одной из важнейших проблем, требующих глубокой теоретической и практической разработки, является обоснование наиболее эффективных норм высева семян. Выбор оптимальной площади питания является кординальным, так как правильное его решение позволяет резко повысить урожай и улучшить качество продукции без дополнительных затрат. При оптимальной норме высева повышается устойчивость растений к неблагоприятным условиям. Норма высева семян в значительной степени влияет на особенности развития растений: их мощность, кустистость, сроки прохождения фаз развития, а в конечном итоге - на продуктивность растений и урожайность. В связи с разнообразием условий выращивания в отдельных хозяйствах и даже на отдельных полях, с внедрением в производство новых сортов требуется уточнение рекомендуемых норм, исходя из конкретных условий.
На опытном поле учхоза на фоне двух норм высева 3 и 4 млн. штук семян на гектар ячменя сорта Скарлетт изучалось влияние четырех систем минеральных удобрений: 1. контроль - Р₆₀К₆₀ (фон); 2. N₃₀ + фон; 3. N₄₀ (под культивацию) + N₂₀ (в подкормку) + фон; 4. N₆₀ (под культивацию) + N₃₀ (в подкормку) + фон; 5. N₂₀ (под культивацию) + N₄₀ (в подкормку) + фон.
Предшественником являлась гречиха. Остальные элементы технологии общепринятые для Орловской области.
Следует отметить, что посев ячменя с нормой высева 3 млн. шт. семян на 1га на вариантах с повышенным фоном азотного питания более эффективен. Урожайность колебалась от 50,1 до 54,6 ц/га против 48,7 - 52,6 ц/га при высеве 4 млн. шт. семян на 1га. На контроле и на варианте с N₃₀ лучшие результаты получены с нормой высева 4 млн. шт. семян на 1га. Сбор зерна с 1гектара составил 27,1 и 44,6 ц/га соответственно, что на 6 и 10% больше, чем на вариантах с нормой высева 3 млн. шт. семян на 1га (табл. 2). Очевидно, норма высева 4 млн. шт. семян на 1га при повышении уровня азотного питания приводила к формированию загущенных посевов и полеганию растений ячменя.
Комплексные исследования по изучению эффективности разных систем удобрений и приемов обработки почвы проводились по следующей схеме: 1. контроль- вспашка (20-22 см) без удобрений; 2. вспашка + навоз (Н) + солома (С) + сидерат (С); 3. вспашка + Н + С + С + N₃₀P₃₀K₃₀; 4. поверхностная обработка (8-10 см) без удобрений; 5. поверхностная обработка + Н + С + С; 6. поверхностная обработка + N₃₀P₃₀K₃₀. Объектом исследований являлся сорт Гонар, который высевался после кукурузы на силос. Навоз (50 т/га), солома (6 т/га), сидерат (6-8 т/га) вносили под предшественник. На ячмене изучалось их последействие. Система защиты растений предусматривала применение гербицида, фунгицида и при необходимости инсектицида.
Анализ полученных данных показал, что поверхностная обработка почвы способствовала повышению урожайности в среднем на 7%. Более эффективным приемом оказалось внесение минеральных удобрений. Прибавки от удобрений составили 6,1 - 17,1 ц/га на вариантах с применением вспашки и 4,5 - 15,0 ц/га - с применением поверхностной обработки почвы.
Анализ полученных данных показал, что существует тенденция к увеличению энергозатрат на гектар при увеличении доз азотных удобрений. Каждая дополнительно вносимая доза увеличивала затраты энергии на 2,7 - 8,34 ГДж/га. Наибольшие затраты совокупной энергии были отмечены при посеве ячменя с нормой 4млн.шт./га и внесении N₆₀+N₃₀ - 20,16 ГДж/га. Энергия, накопленная урожаем, на этом варианте составила 80,28 ГДж/га. На таком же уровне этот показатель получен на варианте 5, а биоэнергетический коэффициент выше на 13%. Отсюда следует, что внесение N₃₀ в подкормку нецелесообразно. Неэффективно вносить N₂₀ до посева и N40 в подкормку, так как максимальное потребление азота ячменем происходит в период всходы - кущение. Это согласуется с полученными энергетическими показателями. Затраты энергии на вариантах 3 и 5 различались незначительно и составляли 18,03 и 17,79 ГДж/га, а разница в накопленной урожаем энергии была существенной. На варианте 3 она была на 8% выше. Вследствие этого биоэнергетический коэффициент на варианте 3 составил 4,8 и 4,5 на пятом варианте. Подобная закономерность выявлена при посеве ячменя с нормой высева 3 млн. шт. семян/га. Наиболее эффективным было возделывание ячменя с нормой высева 3 млн. шт. семян/га при внесении N₄₀ под культивацию и N₂₀ в подкормку. Биоэнергетический коэффициент равен 5,23.
Таблица 2 - Энергетическая эффективность возделывания ячменя при разных уровнях азотного питания и нормах высева
Урожайность, Затрачено энергии, Получено энергии с Биоэнергетический
Варианты ц/га ГДж/га урожаем, ГДж/га коэффициент
3 млн. 4 млн. 3 млн. 4 млн. 3 млн. 4 млн. 3 млн. 4 млн.
1. контроль - Р6оК60 (фон) 25,6 27,1 11,12 12, 04 42,11 44,58 3,79 3,70
2. N30+ фон; 40,4 44,6 13,82 14,93 66,46 73,37 4,79 4,91
3. N4o+ N2o + фон 54,6 52,6 17,16 18,03 89,82 86,53 5,23 4,80
4. N6o+ N3o + фон 51,1 48,8 19,46 20,16 84,06 80,28 4,31 3,98
5. N20+ N40 + фон 50,1 48,7 16,82 17,79 82,41 80,11 4,89 4,50
НСРо5 частных различий 2,54
НСРо5 по удобрениям 1,89
НСРо5 по нормам высева 1,31
6
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
Растениеводство
Таблица 3 - Энергетическая эффективность приемов возделывания ячменя
Затрачено Получено
Варианты Урожайность, энергии, энергии с Биоэнергетический
ц/га ГДж/га урожаем, коэффициент
ГДж/га
1.контроль- вспашка (20-22см) без удобрений 23,0 13,61 37,84 2,8
2. вспашка + навоз (Н) + солома (С) + сидерат 29,1 9,70 47,87 4,94
(С)
3. вспашка + Н + С + С + N30P30K30 40,1 16,56 65,97 3,98
4.поверхностная обработка (8-10см) без 26,3 2,26 43,26 3,53
удобрений
5.поверхностная обработка + Н + С + С 30,8 8,32 50,67 6,09
б.поверхностная обработка+ N30P30K30 41,3 15,14 67,94 4,5
НСР05 3,46
В условиях реформирования агропромышленного комплекса, когда сократился объем применения техногенных средств интенсификации растениеводства, возросло значение биологических факторов. Большое значение приобрело внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий возделывания ячменя [б]. Основой таких технологий является сокращение до разумного минимума внешнего антропогенного воздействия на агроценоз, создание благоприятных предпосылок для полноценного использования собственного биопотенциала и снижение энергозатрат на производство зерна. Разработка энергосберегающих технологий выращивания ячменя велась в следующих направлениях: способы обработки почвы и системы удобрений с ограниченным применением минеральных и исключающие их применение.
При возделывании ячменя основные затраты совокупной энергии приходились на оборотные средства - 85%, на основные средства производства - 13%, на трудовые ресурсы - 2%. По мере увеличения применения энергетических средств, происходит значительное увеличение общих затрат совокупной энергии. В целом энергозатраты по вспашке были выше, чем по поверхностной обработке почвы, за счет более энергоемких процессов. Наиболее высокие энергозатраты отмечены на варианте 3 и составили 16,56 ГДж/га. Экономия от замены вспашки поверхностным рыхлением составила 9,4%. Выращивание ячменя на фоне последействия органических удобрений и с применением поверхностной обработки почвы снижало затраты совокупной энергии на 1б,б%.
Содержание энергии, накопленной ячменем, увеличивалось при применении минеральных удобрений на фоне поверхностной обработки почвы и составило б7,94 ГДж/га. Биоэнергетический коэффициент на этом варианте составил 4,5. На варианте с органической системой удобрений и поверхностной обработкой почвы энергия, накопленная урожаем, превышала затраты совокупной энергии в б,09 раза.
Таким образом, с энергетической точки зрения наиболее целесообразной под ячмень, возделываемый после кукурузы на силос, можно считать поверхностную обработку почвы на 8-10см в сочетании с органической системой удобрений, обеспечивающей получение урожайности на уровне 31 ц/га. Дополнительное внесение N30P30K30 способствовало повышению урожайности на 10,0 ц/га, хотя при этом отмечалось повышение энергозатрат на производство зерна и снижение биоэнергетического коэффициента.
Выводы
1. Наиболее эффективной является технология с применением минеральных удобрений в дозе N₈₀P₆₀K₁₂₀, которая обеспечивает высокий чистый энергетический доход и получение урожайности на уровне 5б ц/га.
2. Наиболее эффективным было возделывание ячменя с нормой высева 3 млн. шт. семян/га при внесении No под культивацию и N₂₀ в подкормку. Биоэнергетический коэффициент равен 5,23.
3. С энергетической точки зрения наиболее целесообразной под ячмень, возделываемый после кукурузы на силос, можно считать поверхностную обработку почвы на 8-10см в сочетании с органической системой удобрений, обеспечивающей получение урожайности на уровне 31 ц/га. Дополнительное внесение N₃oP₃qK₃O способствовало повышению урожайности на 10,0 ц/га, хотя при этом отмечалось повышение энергозатрат на производство зерна и снижение биоэнергетического коэффициента.
4. Целью выбора тех или иных приемов возделывания ячменя должна быть не максимальная урожайность любой ценой, а минимальные энергозатраты на единицу произведенной продукции.
Литература
1. Базаров Е.И. Агроэнергетика / Е.И. Базаров. - М.: Агропромиздат, 1987. - 156 с.
2. Булаткин Г.А. Энергетическая эффективность удобрений / Г.А. Булаткин // Химизация сельского хозяйства. - 1990. - № 8. - С. 31-38.
3. Моисеенко А. А. Биоэнергетическая оценка возделывания зерновых культур / А.А. Моисеенко, Л.А. Негода, О.П. Устименко // Земледелие. - 2004. - №5. - С. 24.
4. Пешехонов В.С. Энергетическая эффективность применения удобрений / В.С. Пешехонов //
Агрохимический вестник. - 2003. - №1. - С. 37.
5. Убушев Э.М. Биоэнергетическая оценка различных технологий возделывания ярового ячменя / Э.М. Убушев // Земледелие. - 2002. - №1. - С. 27.
б. Чернов, Н. Д. Введение сберегающего земледелия / Н. Д. Чернов // Достижения науки и техники АПК. - 2005. - №6. - С.8 - 11.
7
Селекция и семеноводство
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
УДК 631.656:633.353
ПРОДУКТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАСТЕНИЙ КОРМОВЫХ БОБОВ У РАЗНЫХ ПО
ОКУЛЬТУРЕННОСТИ СОРТООБРАЗЦОВ
А.В. Амелин, д. с.-х. н. (ФГОУВПО Орел ГАУ) Б.А. Вороничев, к. с.-х. н., зав. отделом растениеводства Управления с.-х. и продовольствия администрации Орловской области
Е.Н. Стебакова (ГНУ ВНИИ ЗБК)
Кормовые бобы являются ценной кормовой культурой[1]. По сбору зеленой массы в одновидовом агрофитоценозе они сопоставимы с пелюшкой и викой посевной [2], а зеленая масса, сенная мука и силос богаты минеральными веществами, ферментами, витаминами А, С, группы В. Семена содержат до 35% хорошо сбалансированного по аминокислотному и легко усваиваемого белка [3,4]. По эффективности симбиотической азотфиксации они даже превосходят самую распространенную в России зернобобовую культуру горох [5].
Поэтому неслучайно кормовые бобы выращивают во многих странах мира. Площадь их посева в мировом земледелии составляет примерно 7 млн. га. Самые древние районы возделывания этой культуры расположены в Европе, Азии и Африке. В Африке больше всего их возделывают в Эфиопии, Марокко, и Египте, а в Европе - в Италии, Чехии, Испании, Греции, Франции, Германии, Австрии и Англии. К примеру, производство кормовых бобов во Франции достигло в 2002 году 380 тысяч тонн и направлено, в основном, на экспорт в развивающиеся страны. Данная страна производит больше бобов, чем Англия, но меньше, чем Австралия [6]. Общее же потребление бобов в Греции составляет сейчас 6 - 8 тысяч тонн. Площадь посева в 2000 году - 3 200 га, производство зерна - 6 300 тонн [7]. Но мировым лидером по выращиванию кормовых бобов является Китай, который производит в настоящее время более 65% мировой продукции зерна культуры. Здесь ежегодно засевают 2 млн. га пашни и получают в среднем 2 т зерна с га, а на орошаемых землях урожайность достигает 5 т/га [8].
В производстве они широко используются не только для приготовления кормов, но и безопасной пищи для человека [9].
За рубежом интерес к кормовым бобам растет и в связи с развитием органического земледелия. Выявлено, что их растения более
конкурентоспособны к сорнякам и лучше переносят боронование, чем горох, являясь хорошим предшественником, особенно на почвах, инфицированных Афаномицетами [10].
В России же посевы кормовых бобов по-прежнему остаются незначительными. В последние десятилетия их площади в стране даже сократились (с 684 тыс.га в 1962 году до 20 тыс.га к 2000 году), а по отдельным регионам составляют сейчас всего 8
несколько десятков гектаров. Это притом, что спрос на высокобелковый корм в Российской Федерации достаточно высокий.
Для изменения сложившегося положения концепцией развития кормопроизводства в Российской Федерации [11] предусматривается, помимо агротехнических и организационных мероприятий, создание более совершенных сортов, способных за непродолжительный вегетационный период эффективно использовать ресурсы среды и формировать высокий и качественный урожай. Особую актуальность этот вопрос приобрел в связи принятием Национального проекта «Развитие агропромышленного комплекса АПК».
С учетом этого, нами были проведены комплексные морфофизиологические исследования, целью которых являлась оценка возможностей и перспектив селекции кормовых бобов в получении высокого и качественного урожая зеленой массы и семян в условиях Центрально-Черноземного региона страны.
Материал и методика исследований
Объектами исследований являлись растения 10 селекционных сортообразцов и 3 дикорастущих форм, различающихся по происхождению, урожайности и адаптивным возможностям. Опыты проводили в полевых условиях 2002...2006 годов в рамках совместной научной работы Орел ГАУ и Всероссийского НИИ зернобобовых и крупяных культур. Площадь опытной делянки составляла 10 м², повторность 4-х кратная, размещение делянок рендомизированное. Уход за растениями и уборку проводили по рекомендованной для культуры и зоны методике. При изучении сортообразцов применяли общепринятые в селекцентрах методы [12,13,14].
Результаты и их обсуждение
Подтверждено, что бобы являются
высокопродуктивной кормовой культурой. В годы исследований урожайность семян составляла в среднем 3,46 т/га, а зелёной массы растений в фазу силосной спелости - 34,2 т/га. Наибольшая ее величина формировалась во влажные и теплые годы (2003, 2004 и 2006), а в засушливых погодных условиях (2005 год) она резко снижалась (в среднем на 20,8 %). Выявлена достоверная положительная связь между величиной надземной сухой массы и количеством осадков, выпавших за период всходы -цветение r = +0,67 (рис. 1).
Селекционные средне - и высокоурожайные сорта существенных различий по данному показателю не имели, тогда как дикорастущие формы они превосходили в среднем на 24%. Среди изученных сортообразцов наибольшую зеленую массу формировали современные сорта Янтарные и Стрелецкие, а наименьшую - дикорастущие формы К1559 и К156.
Генотипические же различия растений кормовых бобов по урожаю зеленой массы были выражены слабее и находились на уровне 14 % (рис. 2).
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
Селекция и семеноводство
Рисунок 1 - Урожайность зелёной массы растений кормовых бобов в разные годы исследований
С е л е к ц и о н н ы е с о р т о о б р а з ц ы
1 - Дикорастущие;
2 - Низкоурожайные;
3 - Среднеурожайные;
4 - Высокоурожайные
Рисунок 2 - Урожайность зелёной массы у разных по окультуренности сортообразцов кормовых бобов, среднее за 2003-2006 гг.
Более значимые различия выявлены по накоплению сухой массы на одно растение. Современные высокоурожайные сорта по этому показателю превосходили селекционные среднеурожайные образцы на 9,8%, низкоурожайные - на 22%, а дикорастущие формы - на 30,5%, что было обусловлено более мощным развитием вегетативных органов растений, которые характеризовались относительно длинным стеблем (в среднем 106 см) и высокой облиственностью (в среднем 17,4 шт.). По величине этих показателей они превосходили дикорастущие формы на 24 и 21%, соответственно (табл. 1).
Достоверные различия по биологической продуктивности между группами сортообразцов начинали проявляться лишь в период цветения -плодообразования и затем устойчиво сохранялись вплоть до уборки.
Преимущество высокоурожайных сортов достигалось в данном случае за счет более активного продукционного процесса растений в период генеративного развития. По интенсивности накопления сухой массы в единицу времени в фазу начала созревания нижних бобов они превосходили дикорастущие формы и низкоурожайные образцы в среднем на 32,7 и 26,4% соответственно, а среднеурожайные сорта - на 5,2% (рис. 3).
Таблица 1 - Генотипические различия по биологической продуктивности и морфологическим особенностям растений кормовых бобов в среднем за
2003-2006гг.
№ Сорто- Длина стебля, Среднее Сухая масса
п/п образец см количество штук растений, г
на растение
листо-
листьев вых
пласти
нок
Д икорастущие
1 К1559* 71,1 12,7 61,3 12,88
2 К1775* 84,0 14,4 76,1 16,87
3 К1565* 87,3 14,2 65,9 18,88
среднее 80,8 13,8 67,8 16,21
Селекционные: низкоурожайные
4 БЦ 1 101,7 14,1 70,4 20,33
5 К 8096 79,9 10,7 36,4 17,00
6 Tista 84,2 10,9 33,0 17,19
среднее 88,6 11,9 35,0 18,17
среднеурожайные
7 SU-R - 5/13 113,6 17,9 90,6 26,90
8 Исток 101,4 15,4 89,2 21,04
9 Янтарные 113,7 14,8 87,8 24,29
10 Узуновские 99,2 14,7 84,4 21,77
среднее 107,0 16,5 88,0 23,50
высокоурожайные
11 Орлецкие 107,1 18,0 90,4 24,20
12 Мария 100,7 16,7 92,4 21,52
13 Стрелецкие 110,3 17,5 90,3 24,30
среднее 106,0 17,4 91,0
НСР 05 4,7 7,8
Накопление биомассы на начальных фазах роста растений у всех изученных сортообразцов происходило преимущественно за счет листьев, удельный вклад которых составлял 75,7 - 77,8%. Однако, начиная с фазы цветения, из-за физиологического старения и интенсивного отмирания в нижних ярусах, их роль в системе целого растения начинала резко снижаться и к моменту почернения нижних бобов составляла всего лишь 9,112,3%.
В этот период полное преимущество в накоплении сухой массы переходило к стеблям и плодам растений. Причем, у низкоурожайных образцов в продукционном процессе доминировал стебель (44,5 - 46,3%), а у современных высокоурожайных сортов - плоды (рис. 4).
То есть, эффективное распределение ассимилятов между органами растений и у кормовых бобов является одним из главных механизмов достижения в процессе селекции более высокого урожая семян. В этой связи уборочный индекс, очевидно, можно рассматривать в виде ценного селекционного показателя при создании новых сортов культуры, так как он имеет высокую генотипическую обусловленность и слабо зависит от погодных условий вегетации.
9
Селекция и семеноводство
Вестник ОрелГАУ 4’(08)
Фазы роста
—— 1. Дикорастущие
о 2. Низкоурожайные
Селекционные
— 3. Среднеурожайные
△ 4. Высокоурожайные
Рисунок 3 - Интенсивность нарастания биомассы растений у изученных сортообразцов кормовых бобов, по средним за 2003 - 2006 гг.
■ листья □ стебли □ створки и семена
Рисунок 4 - Характер распределение сухого вещества по органам растений кормовых бобов в фазу зеленой спелости плодов, по средним за 2003-2006 гг.
Таблица 2 - Переваримость и энергетическая ценность зеленой массы у сортообразцов кормовых бобов, среднее за 2003-2006 гг.
Сортообразец Показатели кормовой ценности растений*
сп,% ск,% КП,% ОЭ, МДж
Дикорастущие
1.К1559 24,7 15,20 80,16 12,01
2.К1775 22,5 14,59 80,27 12,03
3.К1565 24,3 15,95 79,41 11,90
Среднее 23,8 15,25 79,95 11,98
Селекционные: низкоурожайные
4.БЦ 1 25,1 13,14 81,59 12,31
5.К8096 24,0 13,55 81,51 12,22
6.Tista 23,5 12,88 82,00 12,30
Среднее 24,1 13,20 81,70 12,28
среднеурожайные
7.SU-R-5/13 21,2 13,09 81,36 12,26
8.Исток 23,1 12,66 82,13 12,32
9.Янтарные 24,6 13,00 82,10 12,32
10.Узуновски 23,4 13,41 81,51 12,22
Среднее 23,1 13,04 81,78 12,28
высокоурожайные
11 .Орлецкие 23,7 14,00 81,04 12,15
12.Мария 24,2 13,23 81,83 12,28
13.Стрелецкие 22,6 13,13 81,60 12,24
Среднее 23,5 13,44 81,49 12,22
* - СП - содержание сырого протеина; Содержание клетчатки; КП - коэффициент переваримости; ОЭ - обменная энергия
Экспериментальные данные показывают, что в селекции культуры по данному показателю имеются еще большие неиспользованные резервы - у перспективных сортов его величину можно еще увеличить на 5 - 10%, то есть довести до уровня 50 -55%, что позволит при общей высокой массе надземных органов формировать и высокий урожай семян.
Современные сорта кормовых бобов формировали не только высокий, но и
качественный урожай. В годы исследований коэффициент переваримости зеленой массы растений у изученных генотипов культуры составлял в среднем 79,95 - 81,78%. Наиболее высокими значениями этого показателя отличались представители современных сортов Исток и Янтарные, а самыми низкими - дикорастущие формы (табл. 2).
Аналогичные результаты получены и по калорийности. Содержание обменной энергии в
10